Сверхмассивной черной дыре в очень далеком квазаре потребовался массивный зародыш
Ее отыскали телескопы «Чандра» и «Джеймс Уэбб»
Астрономы при помощи телескопов «Чандра» и «Джеймс Уэбб» обнаружили сверхмассивную черную дыру в рентгеновском квазаре, существовавшем, когда Вселенной было около 500 миллионов лет. Измеренная масса черной дыры подтверждает теорию, по которой зародыши массивных черных дыр в ранней Вселенной могли рождаться в ходе прямого коллапса газовых облаков. Препринт работы доступен на сайте arXiv.org.
Данные наблюдений за далекими квазарами, представляющими собой ядра активных галактик, показывают, что некоторые сверхмассивные черные дыры, находящиеся в их центрах, существовали менее чем через 700 миллионов лет после Большого взрыва. До сих пор слабо понятно, как такие черные дыры могли очень быстро набрать массу, поэтому поиск и исследование активно аккрецирующих вещество черных дыр в очень ранней Вселенной (при красном смещении больше 10) может помочь понять природу их зародышей. В теории предполагается, что зародышами сверхмассивных черных дыр могут быть черные дыры с массами 10−100 масс Солнца, рожденные в результате смерти первых звезд во Вселенной, или черные дыры с массами 104− 105 масс Солнца, образованные в ходе гравитационного коллапса массивных газовых облаков.
Группа астрономов во главе с Акосом Богданом (Akos Bogdan) из Смитсоновской астрофизической обсерватории сообщила об открытии новой сверхмассивной черной дыры в далеком квазаре. Она была обнаружена в ходе поиска рентгеновских квазаров при помощи космических телескопов «Чандра» и «Джеймс Уэбб» в окрестностях скопления галактик Abell 2744, которое выступает как гравитационная линза для более далеких галактик, находящихся за скоплением. Итоговая выборка из исследовавшихся галактик включала в себя 11 объектов.
Исследователи обнаружили рентгеновское излучение от сильно затемненного квазара, находящегося в сильно линзированной галактике UHZ1 при красном смещении z=10,3. Болометрическая светимость квазара составляет 5×1045 эрг в секунду, он содержит сверхмассивную черную дыру с массой 40 миллионов масс Солнца в предположении темпа аккреции вещества, близкого к пределу Эддингтона. Звездная масса галактики сравнима с массой черной дыры, что необычно, так как в Местной Вселенной масса центральной черной дыры составляет примерно 0,1 процента от звездной массы галактики.
Согласно текущим теоретическим представлениям зародыши сверхмассивных черных дыр могли образовываться уже через 200 миллионов лет после Большого Взрыва, а это означает, что у черной дыры в UHZ1 было около 300 миллионов лет на процесс роста до наблюдаемой массы. Это говорит в пользу идеи о том, что ее зародышем была массивная черная дыра прямого коллапса, так как легкий зародыш потребует суперэддингтоновского режима аккреции и слишком обширных запасов газа.
Ранее мы рассказывали о том, как «Джеймс Уэбб» нашел очень маленькую галактику в ранней Вселенной.
Его ширина составляет 322 километра
Астрономы оценили альбедо и форму кандидата в карликовую планету 2002 MS4 из Пояса Койпера, а также нашли на нем впадину глубиной 45,1 километра и протяженностью 322 километра — предположительно, это огромный кратер. Это удалось сделать благодаря наблюдениям покрытий объектом звезд Млечного Пути. Препринт работы опубликован на сайте arXiv.org. Покрытия звезд возникают, когда какое-либо близкое к земному наблюдателю тело, такое как астероид, планета или ее спутник, проходят на фоне звезды Млечного Пути, вызывая падение ее яркости или закрывая ее полностью. Это позволяет уточнить размеры и форму тела, его орбиту или выявить наличие колец или других структур. В частности, благодаря покрытиям звезд были открыты кольца у Урана и карликовой планеты Квавар из Пояса Койпера, а также установлена двойственность Аррокота — цели зонда New Horizons. Группа астрономов во главе с Флавией Роммель (Flavia Rommel) из Федерального технологического университета в Бразилии опубликовала результаты программы по наблюдению девяти покрытий звезд кандидатом в карликовую планету в Поясе Койпера (307261) 2002 MS4, проводившейся в период с 2019 по 2022 год при помощи ряда наземных телескопов в Южной и Северной Америке, Африке, Европе и Западной Азии. Объект был обнаружен в рамках программы отслеживания околоземных астероидов в июня 2002 года и классифицируется как представитель горячей популяции классических тел Пояса Койпера. Модель 2002 MS4, лучше всего подходящая под данные наблюдений, обладает большой полуосью 412 километров и малой полуосью 385 километров, а также оценочным геометрическим альбедо 0,1. Исследователи также обнаружили три отчетливых детали рельефа, видимых в северо-восточной части лимба: впадина, глубиной 11 километров, за которой следует возвышенность высотой 25 километров, за которой следует еще одна впадина с глубиной 45,1 километра и линейной протяженностью 322 километра. Предполагается, что если вторая впадина является ударным кратером, то это может быть самый большой кратер на транснептуновых объектах. Однако не исключена полностью модель, где возвышенность объясняется наличием спутника, хотя из данных наблюдений явно не следует присутствие у 2002 MS4 выбросов с поверхности, спутников или колец. Ранее мы рассказывали о том, как самый крупный кратер Аррокота рассказал о его ударном прошлом.
